蛋蛋的优觞
范文一：固含量聚丙烯酰胺反相微乳液的制备
June 201l ?58?
现代化工
Modem Chemical Indust,T
第3l卷第6期 2011年6月
高固 含量聚丙烯酰胺反相微乳液的制备 滕大勇1’2,丁秋炜2,徐俊英2,滕厚开2,王素芳2,陈军2,赵林1
(1.天津大学化工学院,天津300072;2.中海油天津化工研究设计院,天津300131)
摘要:研究了高单体质量分数(250殇~40%)下丙烯酰胺的反相微乳液聚合反应,使用工业白油作为分散介质,使用复合非 离子乳化剂稳定反应体系。使用焦亚硫酸钠引发聚合。研究了引发剂组成及浓度、交联剂浓度、温度及单体浓度对反应转化率 和聚合物分子质量的影响。结果表蹦,转化率和分子质量毫要受引发剂浓度及单体浓度的影响。根据筛选出来的优化条件,制 备了同含量接近40%、分子质量约850万的聚阿烯酰胺微乳液。
关键词:丙烯酰胺;反相微乳液聚合;高固含量;高分子质量
中图分类号:TQ316.334文献标识码:A 文章编号:0253—4320(2011)06—0058—04
Inverse microemulsion polymerization of acrylamide at high monomer
concentrations
删G忱.yon91”,舢vG Qiu.wei2,删’Jun—yin92,删vG Hou.kai2,黝ⅣG鼠扣n92, CHEN Jun2.zHA0LinL
(1.College of Chemical Engineering and Technology,Tianjin University,Tianjin 300072,China;
2.Tianjin Chemical Research&Design Institute,CNOOC,Tianjin 300131,China)
Abstract:The inverse mieroemulsion polymerization of acrylamide in硒isoparaffin solvent at hi。gh monomer concentrations(25—40卅%),stabilized by a mixture of nonionic suffactants and initiated by sodium metabisu垴te,is studied.The influence of different factors such as the initiator concentration and composition,temperature,crosslinking
agent concentration and the total monomer concentration(TMC)on the final conversion and polymer molar masses are investigated.ne results show that the final conversions and polymer molar masses ar{e influenced by the initiator concentration and TMC.Under the optimital reaction conditions in this study。the high solid.content mieroemulsion (about 40%)witIl high molar ma88(about 8.510’)is obtained.
Key words:acrylamide;inverse microemulsion polymerization;high solid?content;hish molar mass
丙烯酰胺易于聚合得到超高分子质量的聚合 物,可广泛应用在水处理、造纸以及油田开采等领域 中【l。2J。然而,高分子质量聚丙烯酰胺溶液黏度很 高,增大了制备时的难度,而且高分子质量聚丙烯酰 胺固体极易吸湿难于溶解,在使用时也带来了不便。 另外,丙烯酰胺单体聚合时产生高热,单体高温时容 易出现交联旧J,这些都使丙烯酰胺的聚合难于 控制。
为了避免以上这些限制,反相乳液聚合得到了 广泛的应用M J。这种方法是通过乳化剂将单体水 溶液作为连续相分散在油相中。反相乳液聚合可以 在低乳化剂浓度下,得到高固含量的乳液,但得到的 乳液热稳定性低,容易出现分层。为了解决这个难 题,上世纪80年代出现了一种新的聚合方法“反相 微乳液聚合””J,这种方法通过大幅提高乳化剂的 浓度得到具有热稳定性的微乳液。迄今为止,关于 反相微乳液聚合的研究大部分都集中在低单体浓度 微乳液上(质量分数<25%)№廿1。在实际应用中, 高浓度微乳液更有实用价值,可以节省运输和使用="" 成本,但单体浓度增高以后,聚合产生的高热容易破="" 坏微乳液的稳定性,造成破乳、结块,因此,只有少数="" 针对高单体浓度反相微乳液聚合的研究【10。11]。="" 笔者使用丙烯酰胺水溶液作为水相,工业白油="" 作为分散介质,span="" 80和op="" 10作为主乳化剂,自="" 制乳化剂mam(一种主链亲水、侧链疏水的梳状聚="" 合物)为助乳化剂,焦亚硫酸钠作为引发剂,制备了="" 高固含量聚丙烯酰胺反相微乳液。研究了引发剂浓="" 度、交联剂浓度、温度以及单体浓度等对转化率以及="" 聚合物分子质量的影响,并对制备的高固含量微乳="">
1实验部分
1.1主要试剂与仪器
丙烯酰胺、焦亚硫酸钠、Span一80、Op一10、硝酸 钠、甲醇、丙酮,均为分析纯;MAM,自制;白油,工业 品。乌式黏度计;胶体稳定仪。
1.2实验方法
在四口烧瓶中加入白油和乳化剂,搅拌一段
收稿日期:2011—02—24
作者简介:滕大勇(1980一),男,博士,从事油田化学品及水处理药剂的研究,022—26689117,noandhave@yahoo.tom.cn。
201
1年6月
滕大勇等:高固含量聚丙烯酰胺反相微乳液的制备
?59?
●-l_____-i
mill
L_●●-__-●__●●___-__---__---_●●-_--__●__●●●●__●●____-___--__-●__●__●_-●●__●___●_-●●●___●-__●_l-_●-_-●-●●●__●●_-●●__-__l___-●--●--___●-_●ll●--___-__-●-__●●-_●●__●●●_--
时间后加入丙烯酰胺水溶液,高速搅拌配制成反相 微乳液,将恒温水浴控制到指定温度,通入氮气除 氧,再恒速滴加引发剂。待发生明显的升温放热现 象并且降温后,恒温继续反应一段时间,停止搅拌, 结束反应。产物用甲醇破乳,沉淀,再用丙酮多次清 洗,得到的聚合物在40℃下真空干燥至恒重,研细 可得到粉末状产物,准确称取其重量,测定聚合反应
的转化率。
用1
mol/L
NaNO,缓冲溶液作溶剂,在T=
(304-o.1)℃下用乌氏黏度计测出特性黏度
[叩]¨2I,并且用Mark—Houwink方程计算分子质量
帆,帆=([叼]/3.73×10一)“515。
2结果与讨论
表l列出了一系列反应的反应条件以及转化率
与分子质量等参数。聚合过程中乳液状态的变化与
文献报道的相似¨3l:聚合初始阶段,乳液变得混浊,
黏度骤增,几分钟后体系黏度骤降,乳液变为透明 (低单体浓度)或牛奶状(高单体浓度)低黏度状态。
Candau等¨41阐述聚合过程中乳液的这种状态变化
是由于微观结构上乳液从双连续到反相球状的转变 造成的。Hemandez一-Barajas等H副指出,聚合中温度
的升高扩大了微乳液相区,因此聚合初期快速升温
之后,乳液又会恢复到低黏度的稳定状态。
表1反应条件、转化率及聚合物的分子质量
(上接第57页)
[2]Klaus H,Alexander W,Reinhard H,矗a/.Long-term fertilizer
contai.
ning
nitrogen:US,0154755[P].2003一∞-21.
[3]Alvin F B,Lake J.Process for preparing triuret:US,3862223[P].
1975一01—21.‘
[4]Frank
B.Synthm.eharakterisiemn8
und
untersuchung
von
schwerltIslichen
harnstoffderivaten
ais
grundlage far
dangemittel
[D].Berlin:Freie Universitat Berlin in Berlin,1999. [5]Masayoshi H,Shintaro K,Noorjahan
B,eI
a/.Catalytic aynthesis of
dialkyl
carbonate蛔low
pressure c02
and alcohols combined with
aeetonitrile hydration catalyzed by
Ce02[J].Applied Catalysia A:
General。2010。384(1/2):165—170. [6]Fan
B
B。Li
H Y,Fan W B,et以.Organotin compounds immobilized
注:单体、乳化剂以及交联剂浓度都是参照整个乳液体系质量 计算。①水相中加入50×10“水溶性偶氮引发剂;②除20×10“ 外,加人其他浓度交联剂生成的乳液经破乳沉淀干燥得到的聚合物
均不溶于水。
2.1
引发剂浓度的影响
通过实验l~3研究了引发剂浓度对转化率和
分子质量的影响,如图1所示,低引发剂浓度得到的 聚合物分子质量更高,这与自由基聚合动力学的
l—分子质量;2一转化率
图l
引发剂浓度对分子质量和转化率的影响
on
mesopomus silicas鼬heterogeneous catalysts for direct synthesis
of dimethyl carbonate from methanol and carbon dioxide[J].Apphed
Catalysis
A:General,2010,372(1):94—102.
[7]Bian J,Xiao M,Wang
S J,矗a1..Higllly effective synthesis 0f dimeth-
yl carbonate from methanol and carbon dioxide
using
a
novel
copper-
nickel/graphite bimetallic
annoeomposite catalyst[J].Chemical En-
gineering
Journal,2009,147(2/3):287—296.
[8]Schaber P M,Colson J,Hig#m s。d a/.Thermal decomposition(py-
lo:ly8i8)of ur∞in an
open reaction
vessel[J].Thermochimica Acts,
2004,424(2):131—142.
[9]Ixmdstrbm A,Andemson B,Olsson L.Urea thermolysis studied under
flow
reactor
conditions
using
DSC
and Fr-IR[J].Chemical E玎gi-
neering
Journal,2009,150(2/3):544—550.■
机理吻合,动力学链长与引发荆浓度的平方根成反 比”。。但降低引发剂浓度也会造成转化率的降低, 为了提高转化率,我们在聚合前加人了水溶性偶氮 引发剂(实验4)。反应过程中发现,当聚合温度接 近峰值时(约60℃),偶氯引发剂开始剥聚合产生影 响.温度加速升高并达到一个新的峰值(约90℃)。 从圈i中可以看出,转化率得到了显著的改善,说明 偶氯引发剂起到了梯度引发的作用。
2.2交联剂的影响
通过实验5~9可以分析交联剂对微乳液性质 的影响。如图2所示,微乳液透明度随着交联剂浓 度降低而升高。除实验9外,其他各组得到的聚合 物均小溶于水,说月月此时聚合物的交联程度太高。 另外,交联剂Ⅳ,Ⅳ一亚甲基双丙烯酰胺(MBA)杠聚 合早期更多起到了链转移的作用,因此得到的聚合 物分子质量远低于未加交联剂的体系。
A—100x10一:B—卸×10一C—40×10“
D—{O x】0一E一)×10“
图2微乳液透明度随交联剂浓度的变化
2.3温度的影响
通过实验10~I 3可以分析温度对微乳液性质 的影响。根据表I所示,不同温度下制备的微乳液 性质并没有明显的区别。所选的恒温温度均低r乳 化剂的浊点温度,不『刊恒温温度F反应的峰值温度 也都相近,这些都是温度对微乳液性质术产肆:影响 的原因。
2.4单体浓度的影响
可通过实验1、10及14来分析单体浓度对微乳 液性质的影响。如图3所示,分子质量随单体浓度 的增大而增大,分子质量的增大与反相微乳液液滴 中增长的分子链卷曲情况有关。另外,与文献报 道Ⅲ1相反,尊体浓度的增大使转化率略有降低。这 可能是随着单体浓度增大体系黏度升高造成的,黏 度增大会造成凝胶效应”“,阻碍单体的运动,进而 降低转化率。
{
童
;
蔷
《
第3I卷第6期
}*&t*&,%
l丹f瓶站,}一转化毕
图3单体浓度对分子质量和转化率的影响 2.5高固含量微乳液的稳定性及溶解性能
根据之前筛选的反应条件捌备了高同含量高分 广质量的微乳液(实验15)。制备的微乳液呈半透 明的状态.流动性好,放置6个月后保持稳定。
微乳液崩水稀释厢,经反楣乳化赉j破乳,可住 l~2min快速溶解,如图4tit的流程所示,微乳液 在水中形成小油珠,滴加少量反相破乳剂后,微乳 液快速溶解,形成具有 定黏度的聚丙烯酰胺水 溶液。
图4微乳液的溶解性能
2.6微乳液的粒径
使用腔体稳定仪测定了高固含量微乳液的粒 径,如图5所示,在1h的测定时削内,微乳液的透 光率保持稳定,说明微粒并无沉降的趋势;由d(t) 曲线可以得到微乳液粒径约为30nm。
3结语
使用复合型非离子表面活性剂作为乳化剂,焦 亚硫酸钠作为引发剂,丁业白油作为分散介质,研究 了高崮含量聚丙烯酰胺微乳液的制备。聚合厦府转 化率以及分于质最受引发剂浓度、电体浓度的显著 影响,而温度的影响则非常有限。根据筛选出的 优化条件制备了高固含量高分子质量聚丙烯酰胺 微乳液,固含量大干37%,分子质量850万左右, 粒径约为30nm。制备的微乳液均一,呈半透明的 状态,流动性好,放置6个月后保持稳定。微乳液 用水稀释后,经反相乳化剂破乳,可在1~2rain快 速溶解。
{、*##
2011年6月 滕大勇等:高固含量聚丙烯酰胺反相微乳液的制备 ?6l? Transmiasion-pmde矗ned
zo。
T(t)一no zoom
11000
10500
0.05 o O
l(t)一no zoom
d(t)一no zoom
min 40min
0:00:00:00 0:00:10:00 0:00:20:00 0:00:30:00 0:00:40:00 0:0050:00 0:01:00:00
(t)
6.1mm一30-2mm
I(t)
16.1mm?30.2mm 60min
S∞n Namod No—ref
参考文献
图5微乳液的粒径
[1]王宏岗.聚丙烯酰胺市场分析[J].现代化工,2(300,20(7):
52—54.56.
[2]吴晓云,顾文杰.丙烯酰胺及其聚合物的生产技术及应用[J].
现代化工,2002,22(s1):38—42.
[3]Kulicke W M,Kniewske R,Klein J.Preparation,characterization,
solution properties and theological behaviour of polyacrylamide[J].
Prog Polym Sci,1982,8(4):373—468.
[4]VanderhoffJ W,Tarkowski H L,Bradford E B,et a1.Polymerization
and polyeondensation processes[J].Adv Chem Ser,1962,34(1):
32—40.
[5]Candau F,Zekhinini Z,Durand J P.Copolymerization of water-solu-
ble monomers in nonionic bicontinuous microemulsions[J].J
Colloid Interface Sci,1986,114(2):398—408.
[6】HoltzschererC,Durand JP,Candau F.Polymerization ofacrylamide
in nonionic microemulsions:characterization of the microlatices and
polymers formed[J].Colloid Polym Sei,1987,265(12):1067一
1074.
[7]Carver M T,Dreyer U,Candau F,et a/.Kinetics ofphotopolymeriza-
tion ofacrylamideinAOTl℃veil5emicelles[J].JPolym SciPartA:
Polym Chem,1989,27(7):2161.
[8]Bartdn J,SfillhammerovaM.Polyraerization ofacrylamideininverse
microemulsion in the presence of mixtures of oleophilie and hydro-
philic surfactants[J].Angew Makromol Chem,1996,237(1): d(t)
113—122.
[9]Kozakiewicz J J,Huang S-Y.Emulsified mannich acrylamide poly-mePB:US,4956399[P].1990一09—11.
[10]Ming W H,Jones F N,Fu S K.Hish solids-content nanosize poly— nler latexes瑚de by micrcemulsion polymerization[J].Macromol Chem Phys,1998,199(6):1075—1079.
[11]Ochoa J R,Sasia P M,Diaz de Apodaca E,et a1.Method of predu-cing I℃ver∞microemulsions from cationic copolymers:EP.1462466 [P].2004—09—29.
[12]中华人民共和国石油和化学工业协会.GB 17514--1998水处 理剂一丙烯酰胺[s].北京:国家质量监督检验检疫总局,1998. [13]Barton L Free-radical polymerization in inverse miercemulsions [J].Prog Polym Sci,1996,21(3):399—438.
[14]shall D O.Mieelles,mieroemulsions and monolayers[M].CRC
Press。1998:193-213.
[15]He嘶dez-Barajas J,Hunkeler D.Heteropha∞water-in-oil poly-merization of acrylamide by a hybrid inverse--emuhion/inver5e?-mi--eroemulsion process[J].Polymer,1997,38(22):5623—5641. [16]潘祖仁.高分子化学[M].4版.北京:化学工业出版社,2009: 39—42.
[17]Ochoa.Gomez J R,Escudero-Sanz F J,Saaia P M,et a/.Semieontin-UOUS copolymerization of80/20wt%[2?(aeryloyloxy)ethyl]trime-thyl ammonimm chloride/acrylamide in an inverse mieroemulsion at higll comonomer concentrations[J].J Appl Polym Sci,2009,114 (5):2673—2684.一
高固含量聚丙烯酰胺反相微乳液的制备
作者:滕大勇 , 丁秋炜 , 徐俊英 , 滕厚开 , 王素芳 , 陈军 , 赵林 , TENG Da-yong, DING Qiu-wei , XU Jun-ying, TENG Hou-kai, WANG Su-fang, CHEN Jun, ZHAO Lin作者单位:
滕大勇,TENG Da-yong(天津大学化工学院,天津300072;中海油天津化工研究设计院,天津 300131) , 丁秋炜,徐俊英,滕厚开,王素芳,陈军,DING Qiu-wei,XU Jun-ying,TENG Hou-kai,WANG Su-fang,CHEN Jun(中海油天津化工研究设计院,天津,300131) , 赵林,ZHAO Lin(天津大学化工学院,天津,300072) 刊名:现代化工
英文刊名:MODERN CHEMICAL INDUSTRY年,卷(期):
2011,31(6)
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_xdhg201106016.aspx
范文二：006固含量
主题内容与适用范围
本测试方法适用于一般的水性胶粘乳液的固含量的测定。
定义
固含量：指胶粘乳液里的固体重量占总的胶粘乳液重量的百分比。
仪器与设备
铝箔，鼓风干燥箱，精确到小数点后三位数的天平，计时器
实验步骤
1. 将鼓风干燥箱预热至110±2℃；
2. 称量铝箔的重量，记录为m 1；
3. 称量1±0.1 g待测乳液于铝箔上，均匀铺开，记录待测乳液重量为m 2；
4. 放置于温度为110±2℃的鼓风干燥箱中，烘2小时；
5. 取出让其冷却2分钟后, 称量烘干后的铝箔和待测样的总重量，记录为m 3；
6. 平行测试三份；
结果报告
TS(%)=(m 3- m1) ×100
m 2
取平均值为测试结果。
范文三：固含量测定
固含量的测定内控检验标准
1、主要内容与适用范围：
本标准规定了测定原材料固含量的的设备、试验温度、试验步骤和试验结果等。 本标准适用于加热挥发有明显质量变化的原材料。
2、原理：
测定原材料的不挥发物含量是使试样在一定温度下加热一定时间后，以加热后试样质量与加热前试样质量的百分比值表示。
3、仪器设备：
3.1 分析天平：感量为1mg 。
3.2 数显电热鼓风干燥箱：温度控制±1℃。
3.3 干燥器：装有变色硅胶的干燥器。
3.4 称量容器：直径50mm ，边高30mm 的称量瓶或铝箔皿。
4、试验温度、试验时间和取样重量： 试验温度105士2℃，试验时间180min, 取样量2g 。
5、试验步骤：
按要求称取试样，精确到0.0002g ，置于已在试验温度恒重并称量过的容器中 ，放入 已按试验温度调好的数显电热鼓风干燥箱内加热，加热150min 后取出试样，放人干燥器中冷却至室温，称其质量并记录，再一次放入干燥箱加热30min ，之后再次干燥称重，两次质量之差小于1mg 视为恒重，否则，重复上一次操作。
6、结果表示：
固含量按下式计算： X=m1/m
式中：X -----固含量，%；
m1---------加热后试样的质量，g ；
m ------加热前试样的质量，g 。
试验结果取两次平行试验的平均值，试验结果保留一位小数。
范文四：固含量的测定
固含量的测定
仪器、设备 :
称量瓶 :φ60mm x 30mm、恒温干燥箱。
测定步骤:
称取约 0 .8g试样,精确至 0.0002g ,置于已恒重的称量瓶中, 小心摇动,使试液自然流动,于瓶底形成一层均匀的薄膜。放置干燥 箱中,逐渐升温至 120℃,于 (120±2) ℃下干燥 6h ,取出放入干燥器 中,冷却至室温,称量。
实验结果:
以质量百分数表示的固体含量 X 6按下式计算 :
式中 :ml —称量瓶的质量, g;
m 2— 干燥后试样与称量瓶的质量, g ;
m — 试样的质量, g 。
允许差 :取平行测定结果的算术平均值为测定结果,两次平行测定结 果的绝对差值不大于 0.30%.
范文五：固含量测定
FCLHCXJ0001 胶乳 固含量的测定 常压烘干法
F_CL_HC_XJ0001 胶乳常压烘干法
1. 范围 本方法适用于天然胶乳和合成胶乳固含量的测定硫化胶乳
2. 原理 在常压条件下直径约为60mm
?Dá??a0.1mg
?é?????è±￡3??ú
70 固含量由加热前后的质量计算得出2
4. 试样制备
按ISO123中规定的方法之一来制取试样
5.2 将2.0g 5.3 缓慢搅拌培养皿内的胶乳搅匀保持水平
或加热到试样变色为止在70?ù3???23???如有需要下加热16h 或105称重下加热15min 5直到前后两次称重的质量差小于0.5mg 下干燥后的沉积物异常粘稠
空法重做试验
W =
式中m 2?m 0×100% m 1?m 0
固含量培养皿的质量烘干前试样和培养皿的总质量烘干后试样和培养皿的总质量
７．２ 再现性0.4%(m/m)下重复试验或按真
8. 参考文献 ISO 124:1997rubber
转载请注明出处范文大全网 » 固含量聚丙烯酰胺反相微乳液的
